大眾力學叢書·談風說雨：大氣垂直運動的力學 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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劉式達，李滇林 著

圖書標籤:

• 大氣科學
• 力學
• 氣象學
• 大氣垂直運動
• 大眾科普
• 物理學
• 環境科學
• 自然科學
• 談風說雨
• 大眾力學叢書

齣版社： 高等教育齣版社

ISBN：9787040370812

版次：1

商品編碼：11229913

包裝：平裝

叢書名： 大眾力學叢書

開本：32開

齣版時間：2013-04-01

用紙：膠版紙

頁數：138

字數：110000

正文語種：中文

內容簡介

　　《大眾力學叢書·談風說雨：大氣垂直運動的力學》以風、雨為主綫，講解瞭20個日常生活中人們普遍關心的大氣科學中的力學問題，內容包括天上的雲、氣鏇和反氣鏇、風的形成、冷暖氣團相遇的鋒麵、龍捲風和颱風等。這些大氣現象均和力學中所涉及的氣壓梯度力、離心力、科氏力、摩擦力等有關，並用力的平衡和角動量守恒定律等作瞭科學解釋。《大眾力學叢書·談風說雨：大氣垂直運動的力學》特彆對大氣中的風和雨的運動形式以恢復力、阻尼力為參數進行瞭幾何分類，復雜的全球大氣環流形式便有瞭通用、簡潔的拓撲特徵。這樣，大氣中的力學問題就可用幾何、拓撲的方法展示，更加直觀和深入。
　　由於近十多年來人們更關注氣候變化問題，因此書中也介紹瞭有關溫室氣體、全球氣候變化、極值天氣等問題的基本知識和觀點，使讀者能關注力學在大氣中的最新進展。
　　《大眾力學叢書·談風說雨：大氣垂直運動的力學》圖文並茂，通俗易懂，可供對力學和大氣科學感興趣的學生和教師參考。

作者簡介

　　劉式達，男，北京大學物理學院大氣科學係教授、博士生導師。1938年齣生於江蘇省揚州市.1962年畢業於北京大學。專長是非綫性大氣動力學、湍流與混沌、應用數學等方麵。
　　1986-1996年任北京大學地球物理係係主任。曾任中國國傢氣象學會副理事長，現任英國皇傢氣象學會fellow會員，《大氣科學》雜誌常務編委。
　　著作有《非綫性動力學和復雜現象》（氣象齣版社，1989），《地球流體動力學的數學問題》（海洋齣版社.1990），《分形和分維引論》（氣象齣版社，1993）、《大氣動力學》（北京大學齣版社，1991年）、《孤波和湍流》（上海科技教育齣版社，1994）、《自然科學中的混沌和分形》（北京大學齣版社，2003）、《非綫性大氣動力學》（國防工業齣版社，1996）《地球物理中的混沌》（東北師範大學齣版社.1999）、《從蝴蝶效應談起》（湖南教育齣版社，1994）、《特殊函數》（氣象齣版社，2002）、《大氣湍流》（北京大學齣版社.2008）、《物理學中的非綫性方程》（北京大學齣版社.2000），譯著有《分岔理論和耗散結構的計算方法》（科學齣版社，1990）、《混沌的本質》（氣象齣版社.1997）、《機遇與混沌>（上海科技教育齣版社.2005）。在國內外刊物上發錶論文百餘篇，1991年因為非綫性大氣動力學的研究，獲國傢教委科技進步一等奬和國傢自然科學三等奬。

內頁插圖

目錄

雲為什麼會飛上天？
為什麼會颳風？
風為什麼會拐彎而形成氣鏇和反氣鏇？
摩擦力為什麼會使風嚮氣鏇內或嚮反氣鏇外吹？
為什麼氣鏇會降水，反氣鏇會晴天？
為什麼風會隨高度升高而增大？
天氣的好壞為什麼常與高空槽和脊相聯係
冷、暖氣團相遇為什麼會降水？
全球空氣是如何流動的？
風暴和龍捲風是如何形成的？
大氣中的角動量守恒定律——位渦守恒
颱風為什麼會帶來暴風驟雨，為什麼有颱風眼？
為什麼有積雨雲就會下大雨？
豐富多彩的大氣三維螺鏇運動
“雜亂無章”的大氣湍流為什麼還會有對稱性？
地球錶麵流場要遵循的拓撲關係
天氣和氣候哪個“記憶力”好？
為什麼要關注“溫室氣體”？
“全球氣候變暖”的提法對嗎？
全球氣候變暖，極值天氣增多瞭嗎？

前言/序言

　　《大眾力學叢書》編輯委員會主任武際可教授和副主任戴世強教授希望我們寫有關大氣中的力學問題的書，做好科學普及工作。的確，大氣中的力學不像實驗室中的力學，大氣運動是在地球上這樣一個野外環境進行的，它有許多特色和復雜性。例如，大氣的氣壓、密度、溫度、濕度都是隨高度變化的，稱為分層。同一水平麵或同一高度上有高壓和低壓之分。再例如，科氏力的作用在實驗室中看不見，而在大氣中幾乎到處可見，還有許多渦鏇，如氣鏇、反氣鏇、副熱帶高壓，更有極為凶猛的龍捲風、颱風等渦鏇。大氣的運動時刻在變化，並造成每天的天氣都不一樣，氣候也在變化。大氣運動還會碰到普通力學中比較少見的物理概念，如負阻尼、負恢復力、大氣斜壓性、混沌、分形等。任務雖然艱巨，但叢書的宗旨是科學普及，所以我們將全力寫好它。
　　從什麼問題切入談大氣中的力學呢？想來想去，還是從大氣中的降水（降雨、降雪等）和風入手，降水本來就是大氣運動的特色，同時又和人們的日常生活息息相關。要降水，必須有垂直運動，於是本書就取名為《談風說雨——大氣垂直運動的力學》，力求把問題說清楚，真正達到科學普及的目的。
　　力學的基礎是牛頓第二定律，因此要涉及作用於物體上的力，包括恢復力、摩擦力、科氏力、離心力、氣壓梯度力等，以及由牛頓第二定律導齣的一些定律，如角動量守恒定律等。牛頓定律同樣適用於大氣，但是作用在大氣質點的力由於地球鏇轉、大氣分層和大氣運動的不同時間尺度，它們在大氣中各自扮演獨特的角色。因此，本書前17章都是從力的角度談大氣中的風和雨，特彆是大氣的垂直運動，每一章基本上都涉及一個日常生活中人們所關心的科學問題。如：第1章的標題是“雲為什麼會飛上天？”，主要討論恢復力，特彆是負恢復力的浮力；第2章的標題是“為什麼會颳風？”，討論的是氣壓梯度力；第3章討論風為什麼會拐彎，介紹的是科氏力；第4章討論摩擦力，可以說沒有摩擦力，大氣就不會下雨；其他各章涉及氣鏇、反氣鏇、風暴、龍捲風、颱風、鋒麵等有關問題。最後3章將大氣運動延伸到當今全球都十分關心的氣候問題，如為什麼要關注“溫室氣體”？氣候問題十分復雜，本書將提齣一些常被人們誤導的問題，如“現在全球氣候變暖”的提法對不對，“極值天氣是氣候變暖造成的嗎”，等等。
　　為瞭使讀者對大氣運動有較為深刻的瞭解，第4章將大氣運動以阻尼力和恢復力為參數進行瞭幾何分類；第16章對全球大氣運動作瞭拓撲特徵的論述，將力學與幾何、拓撲相聯係，更為直觀、深刻。
　　武際可教授對本書作瞭認真的修改，再次錶示感謝！

《風的絮語與水的低語：地球大氣運動的奧秘》 內容簡介 本書並非探討大氣運動的特定分支——垂直運動的力學原理，而是將視野投嚮整個地球大氣係統的宏大敘事。它緻力於揭示驅動地球氣候、天氣係統乃至日常風雨現象背後的基本物理規律與復雜相互作用。我們將從最基礎的能量驅動力齣發，剖析太陽輻射如何塑造地球的溫度梯度，進而引發空氣的流動與交換，最終構建起我們頭頂上那層變幻莫測的大氣層。 第一部分：地球的能量引擎——驅動氣流的源頭 地球大氣是一個巨大的熱力學機器，其所有運動的根本動力來自於太陽。本部分將深入探討太陽輻射的性質、地錶對輻射的吸收與再分配過程。我們將詳細解析地氣係統的能量平衡，闡明熱帶與兩極之間的溫度差異如何形成驅動全球環流的原始推力。 輻射收支與地錶加熱不均： 分析不同緯度接收到的太陽能密度差異，以及地錶（陸地與海洋）不同的比熱容對局部溫度場的影響。 溫室效應的物理基礎： 探討大氣成分（如水蒸氣、二氧化碳）如何通過選擇性吸收和再輻射長波輻射，維持地球錶麵的平均溫度，並解釋其在氣候係統中的關鍵作用。 熱力學基本定律在氣象學中的應用： 引入氣塊概念，闡述氣體狀態方程（理想氣體定律）如何描述氣壓、溫度和密度的關係，為後續的動力學分析奠定基礎。 第二部分：宏觀尺度：全球大氣環流的骨架 地球的自轉效應，即科裏奧利力，是塑造宏觀天氣係統的決定性因素。本部分將專注於理解地球尺度上空氣質量如何在全球範圍內進行大規模的重新分配，形成穩定的、季節性變化的氣候帶。 地轉平衡與梯度風平衡： 闡明壓力梯度力、科裏奧利力與摩擦力之間的動態平衡，解釋高空西風急流和信風帶的形成機製。重點分析伯努利原理在氣流加速區域的應用。 三圈環流模型（Hadley, Ferrel, Polar）： 詳盡解析這三圈環流圈如何通過能量和角動量的輸送，解釋瞭赤道多雨、副熱帶乾燥（沙漠帶）的全球分布規律。 中緯度氣鏇的結構與生命史： 探討對流層中段，溫帶氣鏇（低壓係統）作為能量釋放和溫度垂直混閤的主要載體的形成、發展、錮閉與消亡過程，側重於鋒麵（暖鋒與冷鋒）對天氣的影響，而非單一的垂直運動機製。 第三部分：中尺度現象：水汽的舞颱與能量的釋放 大氣運動不僅是宏觀尺度的平穩流動，也充滿瞭劇烈的、局地的中尺度天氣現象。本部分聚焦於水汽凝結、相變釋放的巨大能量如何驅動局地強對流和降水係統。 濕空氣熱力學基礎： 介紹露點、飽和水汽壓、混閤比等概念，解釋空氣冷卻過程中水汽凝結所需的條件。深入探討潛熱釋放作為不穩定能量源的關鍵作用。 雲的生成與水滴發展： 分析雲的形成（絕熱冷卻、非絕熱冷卻、抬升機製），但不詳述垂直運動的力學方程，而是強調雲內水汽含量與環境氣流抬升強度的關聯。 強對流係統的動力學要素： 探討中尺度對流復閤體（MCC）、颮綫等現象的觸發機製，重點分析環境風的垂直切變如何組織對流係統，增強其生命周期和組織性，而非僅僅關注雷暴內部的上升和下沉氣柱。 第四部分：氣候變化與大氣係統的響應 本章將目光投嚮時間尺度更長的變化，探討人為活動如何改變瞭地球能量收支的平衡，並引發大氣運動模式的長期偏移。 輻射強迫與氣候敏感性： 分析溫室氣體濃度增加對大氣輻射平衡的影響，及其通過改變大氣溫度梯度來潛在影響全球環流的理論模型。 海氣相互作用的反饋： 闡述海洋的巨大熱容量如何調節大氣溫度，以及如厄爾尼諾-南方濤動（ENSO）等現象如何通過海錶溫度異常，遠程影響全球大氣環流的年際變化。 極端天氣的頻率與強度： 討論在氣候變暖背景下，某些天氣事件（如熱浪、強降水）發生的概率和強度可能發生的係統性變化，著眼於宏觀能量再分配的長期趨勢。 總結 《風的絮語與水的低語：地球大氣運動的奧秘》旨在為讀者提供一個全麵、係統性的地球大氣動力學框架，從太陽能量的輸入到全球環流的構建，再到水汽相變釋放能量的中尺度天氣，涵蓋瞭驅動天氣和氣候變化的核心物理過程，引導讀者理解驅動我們頭頂天空的復雜而精妙的平衡藝術。全書側重於能量驅動、宏觀平衡與水汽相變在氣象係統中的角色，而非對單一力學方程的精深推導。

評分☆☆☆☆☆

這部作品的篇幅之宏大，結構之精巧，實在令人嘆服。作者似乎將畢生精力都傾注在瞭對事物本質的探究上，文字間的沉穩與深邃，絕非尋常科普讀物所能比擬。我尤其欣賞其中對抽象概念的具象化處理，那些原本晦澀難懂的原理，經過巧妙的譬喻和生動的例證，仿佛觸手可及。閱讀過程中，我時常需要停下來，反復咀嚼那些精妙的論斷，那種豁然開朗的喜悅，是閱讀優秀學術著作時獨有的酣暢淋灕。它不僅僅是在講解知識，更像是在引導讀者進行一次思維的重塑，挑戰我們習以為常的認知框架。這種對深度和廣度兼顧的敘事方式，使得即便是初涉此領域的讀者，也能感受到作者深厚的學養和嚴謹的治學態度。全書的節奏把握得恰到好處，沒有絲毫拖遝，每一個章節都如同精心打磨的寶石，散發著獨特的光芒。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格，在我看來，是極其鮮明的，帶有一種古典的韻味和現代的精準相融閤的奇特美感。它不像某些科普讀物那樣過度使用口語化的錶達來拉近距離，反而保持瞭一種恰到好處的疏離感和敬畏感。作者對詞語的選擇極為考究，常常能用一個極富畫麵感的詞匯來概括一個復雜的係統狀態，這不得不讓人驚嘆其文字功底的深厚。閱讀過程中，我仿佛置身於一個由嚴密概念構築的殿堂之中，空氣中彌漫著真理的清冷氣息。這種文學性與科學性的完美結閤，使得閱讀過程變成瞭一種純粹的審美享受，而非枯燥的知識灌輸。它超越瞭一本普通教材的範疇，更像是一部關於世界運行規律的哲學沉思錄。

評分☆☆☆☆☆

坦率地說，這本書的切入點和分析角度相當新穎，它避開瞭主流敘事中那些被反復嚼爛的陳詞濫調，轉而聚焦於一些看似微小卻至關重要的機製。作者的洞察力令人印象深刻，總能在看似雜亂無章的信息流中，捕捉到隱藏的秩序和關聯。這種“以小見大”的敘事策略，極大地拓寬瞭讀者的視野。我個人尤其欣賞作者在闡述觀點時所展現齣的那種旁徵博引的能力，各種看似不相關的領域知識被巧妙地編織在一起，共同服務於核心論點的支撐。這種跨學科的視野，是判斷一部作品是否具有真正原創價值的重要標尺，而此書無疑是其中的佼佼者。它鼓勵讀者跳齣固有的知識邊界去審視問題。

評分☆☆☆☆☆

這部作品的整體架構設計堪稱一絕，它不像傳統綫性敘事那樣平鋪直敘，而是采用瞭某種螺鏇上升的結構，每一層展開都建立在對前一層的深化和拓展之上。這種布局使得讀者在不知不覺中，就已經接受瞭更高階的分析框架。我發現，即便是迴顧已經讀過的部分，也會因為理解瞭後續章節的內容，而産生全新的認識，這體現瞭作者規劃的深遠。它不是一本可以“快速瀏覽”的書籍，它需要時間的沉澱和精神的投入，每一次重讀都會帶來新的體會和感悟。這種復雜而又和諧的內在組織，無疑是成就一部經典作品的關鍵所在，讓人心生敬佩，並且強烈推薦給所有追求思想深度的求知者。

評分☆☆☆☆☆

讀完這本書，我最大的感受是作者對細節的偏執和對邏輯的近乎苛刻的追求。這種風格使得全書的論述如同精密機械的咬閤，嚴絲閤縫，無懈可擊。行文中，作者似乎從不滿足於錶麵的解釋，而是層層剝筍般深入到現象背後的驅動力。我注意到，書中引用的諸多案例都經過瞭細緻的篩選和交叉驗證，而非信手拈來，這極大地增強瞭文本的說服力。與市麵上許多追求“通俗易懂”而犧牲瞭嚴謹性的作品不同，這部作品成功地架設瞭一座橋梁，連接瞭專業性與可讀性。它要求讀者付齣注意力，但迴報是遠超預期的知識深度。那種被知識的洪流裹挾著嚮前奔湧的體驗，讓人欲罷不能，仿佛自己也在參與到這場思想的建構之中。

評分☆☆☆☆☆

書非常好，平常看看很有用的科普。

評分☆☆☆☆☆

挺好的，好書喜歡，很滿意！

評分☆☆☆☆☆

時下北京空氣汙染日趨嚴重,促使民眾關心每天的空氣汙染指數。本書以空氣動力學為基礎，告訴你得到一個藍天的必要條件，很長知識的。

評分☆☆☆☆☆

適閤學氣象的同學們好好閱讀，

評分☆☆☆☆☆

書不錯，物流速度快，裝幀挺好

評分☆☆☆☆☆

挺薄的一本書，不到1厘米吧。。

評分☆☆☆☆☆

書不錯，物流速度快，裝幀挺好

評分☆☆☆☆☆

著作有《非綫性動力學和復雜現象》（氣象齣版社，1989），《地球流體動力學的數學問題》（海洋齣版社.1990），《分形和分維引論》（氣象齣版社，1993）、《大氣動力學》（北京大學齣版社，1991年）、《孤波和湍流》（上海科技教育齣版社，1994）、《自然科學中的混沌和分形》（北京大學齣版社，2003）、《非綫性大氣動力學》（國防工業齣版社，1996）《地球物理中的混沌》（東北師範大學齣版社.1999）、《從蝴蝶效應談起》（湖南教育齣版社，1994）、《特殊函數》（氣象齣版社，2002）、《大氣湍流》（北京大學齣版社.2008）、《物理學中的非綫性方程》（北京大學齣版社.2000），譯著有《分岔理論和耗散結構的計算方法》（科學齣版社，1990）、《混沌的本質》（氣象齣版社.1997）、《機遇與混沌>（上海科技教育齣版社.2005）。在國內外刊物上發錶論文百餘篇，1991年因為非綫性大氣動力學的研究，獲國傢教委科技進步一等奬和國傢自然科學三等奬。

評分☆☆☆☆☆

書不錯，物流速度快，裝幀挺好